Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Rat Bölgesel Beyin Enerji Yüzeyleri Alımına Kantitatif Tedbir için A Çift Tracer PET-MR Protokolü

6.6K görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/50761

⸱

28 Aralık 2013

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Research Center on Aging and Department of Physiology and Biophysics, Université de Sherbrooke, 2Sherbrooke Molecular Imaging Center, Étienne-Le Bel Clinical Research Center, Université de Sherbrooke, 3Department of Computer Science, Université de Sherbrooke, 4Department of Nuclear Medicine and Radiobiology, Université de Sherbrooke

Yazışma yazarları: Maggie Roy <maggie.roy@usherbrooke.ca>

Bu makalede

Özet

Küçük hayvan pozitron emisyon tomografisi, beynin iki ana enerji substratının değerlendirilmesini sağlar: glikoz ve ketonlar. Mevcut yöntemde, her hayvana 11C-asetoasetat ve 18F-florodeoksiglukoz sırayla enjekte edilmekte ve bunların alımı, manyetik rezonans görüntülerinden belirlenen spesifik beyin bölgelerinde kantitatif olarak ölçülmektedir.

Özet

Sıçanlarda beynin iki temel enerji substratının alımını karşılaştırmak için bir yöntem sunuyoruz: glikoz ve ketonlar (bu durumda asetoasetat [AcAc]). Geliştirilen yöntem, her bir hayvana sırayla 11C-AcAc ve 18F-florodeoksiglukoz (18F-FDG) enjekte edildiği bir küçük hayvan pozitron emisyon tomografisi (PET) protokolüdür. Bu çift izleyicili PET edinimi, 11° C'lik (20,4 dakika) kısa yarı ömür nedeniyle mümkündür. Sıçanlar ayrıca PET protokolünden yedi gün önce manyetik rezonans görüntüleme (MRI) edinimine tabi tutulur. Görüntü analizinden önce, PET ve MRI görüntüleri, bölgesel beyin tutulumunun (korteks, hipokampus, striatum ve beyincik) ölçülmesine izin vermek için birlikte kaydedilir. 11C-AcAc ve 18F-FDG beyin alımının (serebral metabolik hız; μmol/100 g/dak) kantitatif bir ölçüsü, görüntüden türetilmiş girdi fonksiyonu (IDIF) yöntemi kullanılarak kinetik modelleme ile belirlenir. Yeni çift izleyicili PET protokolümüz sağlam ve esnektir; Kullanılan iki izleyici, beyindeki diğer süreçleri değerlendirmek için farklı radyoizleyicilerle değiştirilebilir. Ayrıca, protokolümüz normal yaşlanma ve Alzheimer ve Parkinson hastalıkları gibi nörodejeneratif patolojiler gibi birçok durumda beyin yakıtı tedariki çalışmasına uygulanabilir.

Giriş

Bağlam ve Gerekçe

Pozitron emisyon tomografisi (PET), beyindeki fonksiyonel süreçlerin minimal invaziv çalışmasını sağlar. Glikoz beynin ana enerji substratıdır, ancak glikoz eksikliği koşullarında ketonlar (asetoasetat [AcAc] ve β-hidroksibutirat) ana alternatif enerji substratlarıdır. Beyin enerji metabolizması, bir glikoz analoğu olan en yaygın PET izleyici olan 18F-florodeoksiglukoz (18F-FDG) kullanılarak PET tarafından geniş çapta incelenmiştir. Grubumuz yakın zamanda beyin keton metabolizmasını ölçmek için yeni bir radyoizleyici -11C-AcAc - geliştirdi1. Manyetik rezonans görüntüleme (MRG), PET'ten çok daha yüksek çözünürlüklü bir tekniktir (0,1 mm × 0,1 mm düzlem içi çözünürlük) ve beyin enerji metabolizmasının bölgesel PET analizi için gerekli anatomik beyin bölgelerini net bir şekilde lokalize etmek için gereklidir.

PET verileri genellikle standartlaştırılmış alım değerleri (SUV)2-6 olarak ifade edilir. SUV, ilk olarak 70 yıl önce önerildiği gibi, enjekte edilen doz / birim ağırlığın fraksiyonu ile normalize edilen doku aktivitesi konsantrasyonudur7. Bu birimler, daha basit PET edinimi ve görüntü analizi metodolojileri gerektirdikleri için hala yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, önemli bir sınırlama, SUV'ların mutlak birimler değil göreceli olmasıdır ve bu da farklı çalışmalarda sonuçları karşılaştırmayı zorlaştırır. Bu karşılaştırma zorluğu, yaşlılarda beyin glukoz alımı ile ilgili literatürdeki çelişkili bulgulara katkıda bulunabilir8. Bu nedenle, kantitatif serebral metabolizma hızı (CMR; μmol / 100 g / dak)9-11 arasında belirli avantajlara sahiptir. CMR değerlerinin üretilmesi, dinamik bir PET edinimi gerektirir ve plazma radyoaktivitesi, zamanın bir fonksiyonu, yani plazma zaman-aktivite eğrisi (TAC) veya giriş fonksiyonu olarak sayılır. Giriş fonksiyonu, PET edinimi9,12 boyunca birden fazla kan örneklemesi ile veya bir kan havuzunda (kalbin sol ventrikülü veya ana arteri) ilgilenilen bir bölgenin çizildiği görüntüden türetilmiş giriş fonksiyonu (IDIF) yöntemiyle elde edilebilir11,13-16.

Goal

Yöntemimizin amacı, kemirgenlerde PET ve MRI kullanarak beynin iki temel enerji substratı olan glikoz ve ketonların alımını ilk kez kantitatif olarak karşılaştırmaktı. 11Aynı hayvanda C-AcAc ve 18F-FDG sırayla kullanıldı. Protokol, MR görüntülerinde açıkça görülebilen farklı ilgili beyin yapılarındaki (korteks, hipokampus, striatum ve beyincik) bölgesel tutulumları ölçmek için tasarlanmıştır. Protokol ayrıca, izleyici beyin alımının, yani hem 18F-FDG hem de 11C-AcAc'ın CMR'sinin kantitatif analizine izin vermek için özel olarak tasarlanmıştır. Bu protokol beyin enerji substratlarını incelemek için geliştirilmiş olsa da, kullandığımız radyoizleyiciler başkaları tarafından değiştirilebilir ve aynı metodoloji farklı beyin fonksiyonel süreçlerini incelemek için kullanılabilir.

Mevcut yöntemlere göre avantajları

PET ve MRG, hayvanın satın alındıktan sonra kurban edilmesini gerektirmez. Bu nedenle tedavilerin takip çalışmaları mümkündür. Böylece, deneysel bir koşulun izlediği temel veriler aynı hayvan içinde ölçülebilir, böylece hem biyolojik değişkenliği hem de gereken hayvan sayısını azaltır. Çift izleyicili PET protokolümüzün önemli bir avantajı, aynı görüntüleme seansında aynı fizyolojik koşullar altında aynı hayvanda her iki izleyici alımını karşılaştırmak ve böylece daha fazla biyolojik değişkenliği ve sistematik tutarsızlıkları azaltmaktır. Bu çift izleyicili PET protokolü, esas olarak 11° C'lik (20.4 dakika) kısa fiziksel yarı ömür ve 11C-AcAc'ın hızlı biyolojik yıkanması nedeniyle uygulanabilir, bu da 18F-FDG ile ikinci edinim sırasında minimum kalıntı 11C radyoaktivite bırakır. MRI taraması, izleyici alımının belirli beyin bölgelerinde incelenmesini sağladığı için bu protokolün önemli bir özelliğidir. Ek olarak, bu yöntem, SUV yöntemiyle elde edilen nispi birimlerin aksine, beyin izleyici alımının mutlak bir nicel ölçümünü sağlar. Son olarak, 11C-AcAc görüntüsü, fizyolojik koşullar altında nispeten düşük beyin AcAc alımı nedeniyle düşük bir sinyal-gürültü oranına sahiptir, bu da otomatik 11C-AcAc ve MR görüntülerinin kaydını zorlaştırır. Bu nedenle, 11C-AcAc ve 18F-FDG edinimi sıralı olduğundan (hayvanın hareketi olmadığından), 18F-FDG - MRI hizalaması 11C-AcAc görüntüsüne uygulanabilir.

Protokolün kullanıldığı anahtar kağıtlar

Genç sıçanlarda açlık durumu ile ketojenik diyetin (KD) karşılaştırılmasını içeren bir çalışmada çift izleyicili PET protokolünü kullandık2. Hem oruç tutmanın hem de KD'nin hem 11C-AcAc hem de 18F-FDG beyin alımını önemli ölçüde artırdığını gösterdik. Ancak o dönemde dinamik PET görüntüleme ve izleyici kinetik modelleme metodolojisini kullanmadığımız için bunlar nicel sonuçlar değildi. Daha sonra, yaşlanmanın ve KD'nin beyin 11C-AcAc ve 18F-FDG tutulumu11 üzerindeki etkisinin değerlendirildiği yaşlı sıçanlarda beyin metabolizması üzerine bölgesel ve kantitatif bir çalışma yaptık. Ayrıca, beyin bölgeleri arasındaki dağılım yüzdesinin 11C-AcAc ve 18F-FDG arasında farklı olduğunu gösterdik. Ayrıca, sadece 11C-AcC'nin CMR'si değil, aynı zamanda 18F-FDG'nin CMR'si de tüm beyinde ve KD'deki yaşlı sıçanların striatumunda artmıştır.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

Tüm deneyler, Université de Sherbrooke Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi ve Canadian Council on Animal Care ile uyumlu olarak tamamlanmıştır. Deneysel protokol, Kurumsal Hayvan Araştırmaları Etik İnceleme Kurulu tarafından onaylanmıştır (protokol #011-09).

1. MRI ile Beyin Anatomisi

  1. Sıçanların protokol öncesinde hayvan tesisinde en az 7 gün boyunca aklimatize olmasını sağlayın. Anesteziden tamamen kurtulmalarına izin vermek için, çift izleyici PET protokolünden 1-2 hafta önce beyin MR taramalarını gerçekleştirin.
  2. Sıçanı bir indüksiyon odasında anesteziye alın. Protokol boyunca anestezi için %2 isofluran ve 1,5 L/min oksijen kullanın. Hayvanın tamamen anestezi altında olduğundan emin olmak için arka bacağını sıkın. DİKKAT: isofluran solunması bazı durumlarda baş ağrısına, baş dönmesine veya bilinç kaybına neden olabilir; bu nedenle her zaman uygun şekilde havalandırılan bir odada, bir hava değişim sisteminin varlığında kullanılmalıdır.
  3. Sıçanı, isofluran için bir burun konisi ile başı önde olacak şekilde yüzüstü pozisyonda MR inceleme masasına yerleştirin. Solunum ve rektal probları konumlandırın. Deney sırasında solunum hızını izleyin ve otomatik bir hava ısıtma sistemi ile vücut sıcaklığını 37 °C düzeyinde tutun.
  4. Daha önce ayrıntıları verilen11 kazanım parametrelerini kullanarak, hızlı spin-eko puls dizisi ile T2-ağırlıklı MR görüntüleri elde edin. Anesteziden uyanma sırasında sıçanı ısıtmalı bir mat üzerine yerleştirin.

2. Çift İzleyici PET Alımları

  1. Avalanche fotodiyot detektörlerle donatılmış, ~7.5 cm eksenel görüş alanına ve 1.2 mm izotropik uzaysal çözünürlüğe sahip küçük hayvan PET tarayıcısı kullanın17. Kısa fiziksel yarı ömrü nedeniyle, her deneyden önce yerinde bir siklotron ile doğal azotun proton bombardımanı yoluyla ( 14N(ρ,α)11C nükleer reaksiyonu ile) 11C hazırlayın.
  2. PET taramasından önce sıçanı 18 saat aç bırakın. Açlık, 11C-AcAc ve 18F-FDG'nin beyin tutulumunun daha yüksek olmasını sağlayarak sinyal-gürültü oranını artırır.
  3. Sıçanı bir indüksiyon odasında anesteziye alın. Sıçanı, izofluran için burun konisi bulunan bir ısıtma matına aktarın. Bu sırada 11C-AcAc sentezini başlatın. Daha önce açıklandığı üzere1, sentez bombardımanın sona ermesinden itibaren 18 dakika sürer.
  4. Sıçanı yan tarafı üzerine konumlandırın. Heparinli %0.9 sodyum klorür çözeltisi (salin) ile doldurulmuş bir PE50 polietilen kateter hazırlayın. İşaretleyici enjeksiyonu için kateteri kuyruk venine yerleştirin. Veri toplama süreci boyunca kan örneği almak için ikinci bir kateteri orta ventral kuyruk arterine yerleştirin.
  5. Sıçanı, izofluran için burun konisi ile başı önde olacak şekilde yüzüstü pozisyonda hızla tarayıcı masasına aktarın. Solunum ve rektal probları yerleştirin. Deney sırasında solunum hızını izleyin ve otomatik bir ısıtma hava sistemi ile vücut sıcaklığını 37 °C'de tutun. Beyin ve kalbin aynı anda uygun şekilde görüntülenmesini sağlamak için tarayıcı masasını ileriye, tarayıcıya doğru hareket ettirin. Anatomik bir referans olarak, görüş alanının kenarını (lazer çizgileri yardımıyla) sıçanın gözlerine hizalayın.
  6. Konsantre bir 11C-AcAc çözeltisi (~1 GBq/ml) kullanarak, ~50 MBq radyoaktiviteye sahip (45-55 MBq aralığı kabul edilebilirdir) bir şırınga hazırlayın. Hacmi salin ile 300 μl'ye ayarlayın. UYARI: Radyoaktivite sağlık için zararlı olabilir. Her zaman kurşun zırh arkasında çalışılmalıdır. Deneyci vücut ve yüzük dozimetresi takmalıdır. Deney sırasında bir Geiger sayacı da açık olmalıdır.
  7. Şırıngayı bir enjeksiyon pompasına yerleştirin. 11C-AcAc bolus enjeksiyonunu 1 ml/dak hızda başlatın (enjeksiyon süresi: ~19 sn). İkinci bir pompada, 11C-AcAc enjeksiyonu sona erdikten hemen sonra, işaretleyicinin kan dolaşımına optimal şekilde verilmesi için önemli olan 300 μl salinin 1 ml/dak hızda enjeksiyonunu başlatın.
  8. Bolus enjeksiyonunu başlatmadan 30 sn önce, toplam 20.5 dk sürecek dinamik bir PET veri toplama işlemi başlatın. İşaretleyici enjeksiyonundan önceki 30 sn'lik veri toplama, daha sonra PET verilerinden çıkarılacak olan ortam arka plan ölçümünü sağlar. Düzenli örnekleme modunu ve enerji penceresini 250-650 keV olarak ayarlayın.
  9. 11C-AcAc enjeksiyonu başladıktan yaklaşık 15. ve 18. dakikalarda iki adet 200 μl kan örneği toplayın. Kan pıhtılaşmasını önlemek için her örneklemeden sonra katetere heparinli salin enjekte edin. Kan örneklemesinin başlangıç ve bitiş saatlerini kaydedin ve ortalama süreyi kullanın. 6,000 RPM'de 5 dk santrifüj edin ve plazmayı toplayın. Plazmadaki radyoaktivite sayımlarını, PET tarayıcısı ile kalibre edilmiş bir gama sayacı kullanarak ölçün.
  10. 11C-AcAc taramasından sonra, radyoaktivitenin büyük kısmının bozunmasını sağlamak için 20 dakikalık bir bekleme süresi tanıyın. Bu süre 15-30 dk arasında değişebilir. Tarayıcı yatağını hareket ettirmeyin ve bu süre boyunca sıçanı izofluran altında tutun.
  11. Bu sırada, konsantre bir 18F-FDG çözeltisi (~5.5 GBq/μl) kullanarak ~50 MBq'lık bir şırınga hazırlayın. Tam olarak adım 2.6 ve 2.7'de belirtilen işlemleri uygulayın. Enjeksiyondan önceki 30 sn dahil olmak üzere, toplam süresi 40.5 dk olan dinamik bir veri toplama işlemi başlatın. 18F-FDG enjeksiyonu başladıktan yaklaşık 30. ve 35. dakikalarda iki adet 200 μl kan örneği toplayın.
  12. 18F-FDG veri toplama işleminin sonunda son bir 200 μl kan örneği alın. Santrifüj edin ve plazmayı toplayın. Glukoz ve AcAc analizi için plazma örneklerini -80 °C'de saklayın.
  13. Son olarak, uyanma süreci boyunca sıçanı bir ısıtma matı üzerine yerleştirin. Hayvanı boylamsal takip için saklayın veya alternatif olarak, beyin örneklemesi ve ileri biyokimyasal çalışmalar için sıçanı ötanize edin.
  14. PET görüntülerini aşağıdaki zaman çerçevesi dizilerine göre rekonstrükte edin: 1 × 30 sn; 12 × 5 sn; 8 × 30 sn ve n × 300 sn (burada 11C-AcAc veri toplama işlemi için n = 3 ve 18F-FDG veri toplama işlemi için n = 7'dir).

3. Plazma Glukoz ve AcAc Analizi

  1. Plazma glikozunu ve AcAc'yi bir klinik kimya analizörü ile ölçün. AcAc'nin asetona dekarboksilasyonunu minimize etmek için analizleri kan örneklemesinden sonraki 48 saat içinde gerçekleştirin. Glikoz konsantrasyonunu daha önce tanımlandığı şekilde18 DF40 kiti ile ve AcAc'yi açık bir kanal2 ile ölçün. Bu tip analizörler, striplerden (0,1 μM) daha doğru sonuçlar verir ve geniş bir deteksiyon penceresine sahiptir.

4. Kantitatif PET Analizi

  1. Küçük hayvan PET görüntü analizi için PMOD  yazılımını veya eşdeğer bir sistemi kullanın.
  2. Plazma zaman-aktivite eğrisi (TAC)
    1. 18F-FDG verilerini yükleyin. Enjeksiyonu takip eden ilk 60 saniyenin (triserin esas olarak kanda olduğunda) görüntü karelerini toplayın.
    2. Manuel bir çizim aracı kullanarak, sol ventrikül boşluğu kan havuzu üzerine (görüntülerin alt kısmında merkezlenmiş büyük bir havuz) bir ilgi hacmi (VOI) çizin. Doku dahil edilmemesini sağlamak ve doku radyoaktivitesinin kan havuzuna sızmasını önlemek için VOI'yi kan havuzu kenarının (~1 mm) içine çizin (Şekil 1A). VOI'yi tüm dinamik görüntü serisine kopyalayın ve zamanın bir fonksiyonu olarak radyoaktivite eğrisi (TAC) oluşturun.
    3. Bir hesap tablosunda, plazma TAC'sini düzeltmek için görüntüleme sırasında alınan iki plazma örneğinin radyoaktivite sayımlarını kullanın (Şekil 1B). Şu denklemi kullanın:
      IDIF düzeltme formülü, görüntü düzeltme yöntemi; denklemler; bilimsel veri analizi kavramı
      Plazma TAC'sine belirli bir miktar düzeltme (smoothing) uygulanabilir.
    4. Enjeksiyondan önce, 18F-FDG taramasının ilk 30 saniyesinde 11C-AcAc'den kaynaklanan kalıntı radyoaktivitenin mevcut olup olmadığını doğrulayın. Eğer mevcutsa, TAC'nin sonraki tüm zaman karelerinden şu faktörü çıkarın:
      Üstel bozunma denklemi diyagramı, R×e^{-(ln2/t_{1/2})×T}, radyoaktif bozunma analizi.,
      burada R kalıntı radyoaktivite, t1/2  11C'nin yarı ömrü (20.4 min) ve T zaman karesidir2,13. 20 dakikalık bir bekleme süresinden sonra 11C-AcAc'den kaynaklanan kalıntı radyoaktivite, maksimal 18F-FDG sayımlarının %1,5'ine kadar çıkabilir.
  3. 18F-FDG/MRI korejistrasyonu
    1. 18F-FDG görüntüleri ile elde edilen korejistrasyonu 11C-AcAc görüntülerine uygulayın. 11C-AcAc görüntülerinin sinyal-gürültü oranının düşük olması ve otomatik korejistrasyonun zor olması nedeniyle bu gereklidir.
    2. İlgili MRI verilerini yükleyin. Tüm 28 18F-FDG zaman karesini MR görüntüleri ile aynı yönlendirmede (üç eksende) yükleyin.
    3. 28 zaman karesinin 18F-FDG toplam görüntüsünü hesaplayın. Bu, daha yüksek sayımlara sahip bir görüntü oluşturur, böylece MRI ile korejistrasyon yapmak için tekil görüntü karelerinden daha kolaydır.
    4. 18F-FDG toplam görüntüsünün MR görüntüler üzerindeki otomatik korejistrasyonunu gerçekleştirin (Şekil 2). Dönüşümü tüm bireysel 18F-FDG görüntü karelerine uygulayın. Daha sonra 11C-AcAc görüntülerine uygulanacak olan dönüşümü kaydedin.
  4. İlgi hacimleri (VOIs)
    1. PMOD gibi bir segmentasyon yazılımı kullanarak MRI verilerini seçin ve manuel çizim için tercih edilen düzlemi seçin. Beyin bölgesi boyutuna ve görüntü kontrastına bağlı olarak manuel veya yarı-otomatik çizim aracını seçin. Beyin yapılarını standart bir sıçan beyin atlasına göre konumlandırın19.
    2. VOI'leri çizin. Şekil 3'te gösterildiği gibi; tüm beyni, korteksi, hipokampüsü, striatumu ve serebellumu segmente edin, ancak başka bölgeler de seçilebilir. Korejistre edilmiş 18F-FDG ve 11C-AcAc görüntülerine uygulanacak olan VOI'leri kaydedin.
    3. VOI'leri korejistre edilmiş 18F-FDG görüntülerine uygulayın. Beyin TAC'sini görselleştirmek için VOI istatistiklerini seçin. Gerektiğinde, ilk 30 saniyedeki bozunma düzeltmeli ortalama radyoaktiviteyi sonraki tüm zaman karelerinden çıkararak TAC'yi düzeltin.
  5. Serebral metabolik hız hesaplaması
    1. Beyin ve ilgili plazma TAC'lerini yükleyin.
    2. Patlak plot kinetik modelini seçin20,21. Toplu sabiti (lumped constant) 0.48 olarak ayarlayın22 ve ilgili plazma glukoz konsantrasyonunu girin (Şekil 4B). Patlak plot'tan maksimal bağıl sapmayı %5 olarak ayarlayın. Verileri modele uydurun.
  6. 11C-AcAc görüntüleri
    1. 11C-AcAc taraması ile aynı sayıda kareye sahip olmak için ilk 24 zaman karesinin 18F-FDG toplam görüntüsünü hesaplayın. Aksi takdirde, 11C-AcAc/MRI korejistrasyonu başarısız olur. 18F-FDG'nin MRI üzerindeki otomatik korejistrasyonunu gerçekleştirin. 11C-AcAc görüntü korejistrasyonu için kullanılacak dönüşüm sürecini kaydedin.
    2. 11C-AcAc görüntüleri için 4.2 ve 4.3 adımlarını tekrarlayın. 4.6.1 adımında 18F-FDG dönüşümünü kullanın ve bunu tüm bireysel 11C-AcAc görüntü karelerine uygulayın. 4.4 ve 4.5 adımlarını tekrarlayın ve kaydedilen 18F-FDG VOI'lerini kullanın. Toplu sabiti 1 olarak ayarlayın.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Şekil 2'de görüldüğü üzere, 11C-AcAc alımı beynin kendi içinde düşüktür. Daha önce belirtildiği gibi, kısa süreli açlıkta beyin tarafından keton tüketimi oldukça düşüktür. 11C-AcAc alımı dil ve yanak kaslarında daha yüksektir. Nitekim ketonlar, sıçan iskelet kasları tarafından hızla alınır23. Buna karşılık, 18F-FDG alımı çoğunlukla beyinde ve yanak kaslarındadır. Şekil 2, korejistrasyon işlemi sırasında, aksiyal düzlemdeki bir hizalama nedeniyl...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Kritik adımlar

Bu ikili izleyicili PET protokolündeki kritik bir adım, kalbin sol ventrikülünü ve beyni aynı anda tarayabilmektir. Bunun için yeterli eksenel uzunluğa, yani minimum 7,5 cm'ye sahip bir PET tarayıcı gerekir. Beynin ve kalbin doğru şekilde tarandığı tarayıcı tablosunun (x, y ve z değerleri) tam konumunu belirlemek için birkaç test taraması gereklidir.

İzleyici enjeksiyonu da başarılı bir PET alımı için çok önemli bir noktadır. Kateter damara doğr...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarlar, rekabet eden hiçbir finansal çıkarları olmadığını beyan ederler.

Teşekkürler

Bu çalışma, Fonds de la recherche en santé du Québec, Kanada Sağlık Araştırmaları Enstitüleri, Kanada İnovasyon Vakfı ve Kanada Araştırma Kürsüsleri Sekreterliği (SCC) tarafından finansal olarak desteklenmiştir. Sherbrooke Moleküler Görüntüleme Merkezi, FRQS tarafından finanse edilen Étienne-Le Bel Klinik Araştırma Merkezi'nin bir parçasıdır. Yazarlar Mélanie Fortier, Jennifer Tremblay-Mercier, Alexandre Courchesne-Loyer, Dr. Fabien Pifferi, Dr. M'hamed Bentourkia, Dr. Otman Sarrhini, Dr. Jacques Rousseau, Caroline Mathieu ve Mélanie Archambault'a cömert destek ve teknik yardım için teşekkür eder. Yazarlar, yardımları için görüntü analizi ve görselleştirme platformuna (http://pavi.dinf.usherbrooke.ca) teşekkür eder.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
MRI tarayıcıVarian7 Tesla
Küçük hayvan PET tarayıcıGamma MedicaLab-PET/-Triumph
Isı matıSunbeamPN 143937
Isıtıcı sistemiSA Instruments761 100 Rev B
Solunum geçitliSA InstrumentsSAII'nin P-resp
Klinik kimya analizörüSiemens Healthcare Diagnosis765000.931Dimension Xpand Plus
Polietilen boru 50 Becton Dickinson427411
Enjeksiyon pompasıKD ScientificModel 210
Gama sayacıGMIPackard Cobra II
SantrifüjThermo Scientific75002416Heraeus Pico 21
PMOD yazılımıPMOD TechnologiesPMOD 3.2 sürümü
Geiger sayacı FlukeBiyomedikalASM-990Gelişmiş Anket Ölçer
Reaktifi
İzofluranAbbott Laboratories, LtdB506
0.9 NaCl çözeltisiHospira 4888010
HeparinSandoz1004336
İzopropenil asetatAldrich1177899
MetillityumAldrich1973431.6 M
THFAldrich87371
Flex reaktif kartuşu glikozSiemens Sağlık TeşhisiDF40
Trizma tabanıSigmaT6066-500Gtris tamponu hazırlayın 100 mM pH 7.0
Sodyum oksamatSigmaO275120 mM
NADHRoche10128015001 0.15 mM
b-Hidroksibutirat dehidrojenazToyoboHBD-3011 U/ml
% %

Kaynaklar

  1. Tremblay, S., et al. Automated synthesis of 11C-acetoacetic acid, a key alternate brain fuel to glucose. Appl. Radiat. Isot. 65, 934-940 (2007).
  2. Pifferi, F., et al. Mild experimental ketosis increases brain uptake of 11C-acetoacetate and 18F-fluorodeoxyglucose: a dual-tracer PET imaging study in rats. Nutr. Neurosci. 14, 51-58 (2011).
  3. Lopez-Grueso, R., Borras, C., Gambiniy, J., Vina, J. El envejecimiento y la ovariectomia causan una disminucion del consumo cerebral de glucosa in vivo en ratas Wistar. Revista Espanola de Geriatria y Gerontologia. 45, 136-140 (2010).
  4. Fueger, B. J., et al. Impact of animal handling on the results of 18F-FDG PET studies in mice. J. Nucl. Med. 47, 999-1006 (2006).
  5. Luo, F., et al. Characterization of 7- and 19-month-old Tg2576 mice using multimodal in vivo imaging: limitations as a translatable model of Alzheimer's disease. Neurobiol. Aging. 33, 933-944 (2012).
  6. Poisnel, G., et al. Increased regional cerebral glucose uptake in an APP/PS1 model of Alzheimer's disease. Neurobiol. Aging. 33, 1995-2005 (2012).
  7. Kenney, J. M., Marinelli, L. D., Woodard, H. Q. Tracer studies with radioactive phosphorus in malignant neoplastic disease. Radiology. 37, 683-690 (1941).
  8. Cunnane, S., et al. Brain fuel metabolism, aging, and Alzheimer's disease. Nutrition. 27, 3-20 (2011).
  9. Shimoji, K., et al. Measurement of cerebral glucose metabolic rates in the anesthetized rat by dynamic scanning with 18F-FDG, the ATLAS small animal PET scanner, and arterial blood sampling. J. Nucl. Med. 45, 665-672 (2004).
  10. Tantawy, M. N., Peterson, T. E. Simplified [18F]FDG image-derived input function using the left ventricle, liver, and one venous blood sample. Mol. Imaging. 9, 76-86 (2010).
  11. Roy, M., et al. The ketogenic diet increases brain glucose and ketone uptake in aged rats: A dual tracer PET and volumetric MRI study. Brain Res. , (2012).
  12. Yu, A. S., Lin, H. D., Huang, S. C., Phelps, M. E., Wu, H. M. Quantification of cerebral glucose metabolic rate in mice using 18F-FDG and small-animal PET.. J. Nucl. Med.. 50, 966-973 (2009).
  13. Bentourkia, M., et al. PET study of 11C-acetoacetate kinetics in rat brain during dietary treatments affecting ketosis. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 296, 796-801 (2009).
  14. Menard, S. L., et al. Abnormal in vivo myocardial energy substrate uptake in diet-induced type 2 diabetic cardiomyopathy in rats. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 298, 1049-1057 (2010).
  15. Liistro, T., et al. Brain glucose overexposure and lack of acute metabolic flexibility in obesity and type 2 diabetes: a PET-[18F]FDG study in Zucker and ZDF rats. J. Cereb. Blood Flow Metab. 30, 895-899 (2010).
  16. Croteau, E., et al. Image-derived input function in dynamic human PET/CT: methodology and validation with 11C-acetate and 18F-fluorothioheptadecanoic acid in muscle and 18F-fluorodeoxyglucose in brain. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 37, 1539-1550 (2010).
  17. Bergeron, M., Cadorette, J., Beaudoin, J. F. Performance evaluation of the LabPETTM APD-based digital PET scanner. IEEE Trans. Nucl. Sci. 56, 10-16 (2009).
  18. Freemantle, E., et al. Metabolic response to a ketogenic breakfast in the healthy elderly. J. Nutr. Health Aging. 13, 293-298 (2009).
  19. Paxinos, G., Watson, C. The rat brain in stereotaxic coordinates. sixth edn. , Elsevier. (2007).
  20. Patlak, C. S., Blasberg, R. G., Fenstermacher, J. D. Graphical evaluation of blood-to-brain transfer constants from multiple-time uptake data. J. Cereb. Blood Flow Metab. 3, 1-7 (1983).
  21. Patlak, C. S., Blasberg, R. G. Graphical evaluation of blood-to-brain transfer constants from multiple-time uptake data. Generalizations. J. Cereb. Blood Flow Metab. 5, 584-590 (1985).
  22. Sokoloff, L., et al. The 14C deoxyglucose method for the measurement of local cerebral glucose utilization: theory, procedure, and normal values in the conscious and anesthetized albino rat. J. Neurochem. 28, 897-916 (1977).
  23. Robinson, A. M., Williamson, D. H. Physiological roles of ketone bodies as substrates and signals in mammalian tissues. Physiol Rev. 60, 143-187 (1980).
  24. Blomqvist, G., et al. Use of R-beta-[1-11C]hydroxybutyrate in PET studies of regional cerebral uptake of ketone bodies in humans. Am. J. Physiol. 269, 948-959 (1995).
  25. Blomqvist, G., et al. Effect of acute hyperketonemia on the cerebral uptake of ketone bodies in nondiabetic subjects and IDDM patients. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 283, 20-28 (2002).
  26. Soret, M., Bacharach, S. L., Buvat, I. Partial-volume effect in PET tumor imaging. J. Nucl. Med. 48, 932-945 (2007).
  27. Jiang, L., Mason, G. F., Rothman, D. L., de Graaf, R. A., Behar, K. L. Cortical substrate oxidation during hyperketonemia in the fasted anesthetized rat in vivo. J. Cereb. Blood Flow Metab. 31, 2313-2323 (2011).
  28. Melo, T. M., Nehlig, A., Sonnewald, U. Neuronal-glial interactions in rats fed a ketogenic diet. Neurochem. Int. 48, 498-507 (2006).
  29. Yudkoff, M., et al. Response of brain amino acid metabolism to ketosis. Neurochem. Int. 47, 119-128 (2005).
  30. Matsumura, A., et al. Assessment of microPET performance in analyzing the rat brain under different types of anesthesia: comparison between quantitative data obtained with microPET and ex vivo autoradiography. Neuroimage. 20, 2040-2050 (2003).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

Glikoz AlımıKeton AlımıKarbon-11 AsetoasetatFlorodeoksiglikoz PETBölgesel Serebral AlımGörüntü KorejistrasyonuKinetik ModellemeSerebral Metabolik Hız
Rat Bölgesel Beyin Enerji Yüzeyleri Alımına Kantitatif Tedbir için A Çift Tracer PET-MR Protokolü
Bize Ulaşın
Kütüphaneye Öner

Gizlilik

Kullanım Koşulları

Politikalar

Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.